發(fā)酵醬煮制過程體態(tài)變稀產(chǎn)生機(jī)理研究 及工藝優(yōu)化

◎ 張曉輝，盧少璽，張慶宇，董蓉蓉，強(qiáng) 力

（廣東美味鮮調(diào)味食品有限公司，廣東 中山 528400）

發(fā)酵醬是以豆類、谷類為原材料，經(jīng)微生物作用在適當(dāng)?shù)臏囟劝l(fā)酵而成的半固態(tài)發(fā)酵食品[1-2]，一般多采用開放式生產(chǎn)，空氣中各種微生物混入后共同生長，通過發(fā)酵、后熟等階段，形成了發(fā)酵醬特有的風(fēng)味。這些微生物主要包括霉菌、細(xì)菌和酵母，而起主要作用的是霉菌[3-4]，發(fā)酵周期為3個(gè)月左右，再添加其他輔料和添加劑制備成風(fēng)味各異的發(fā)酵醬成品（多采用調(diào)配后加熱煮制工藝）。

為保持醬成品具有一定的黏稠度和體態(tài)特征，生產(chǎn)時(shí)需適當(dāng)添加增稠劑，如變性淀粉、黃原膠等。然而，發(fā)酵醬生產(chǎn)過程中存在體態(tài)不穩(wěn)定情況，不同批次、不同季節(jié)生產(chǎn)時(shí)存在變性淀粉添加量相同，而成品體態(tài)稀稠差異較大的情況，嚴(yán)重時(shí)成品稠度達(dá)不到包裝要求，需返工處理。本研究基于發(fā)酵醬生產(chǎn)過程中存在的體態(tài)變稀問題，以柱侯醬為例，分析產(chǎn)生原因及機(jī)理，并以此對工藝進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程體態(tài)穩(wěn)定，解決體態(tài)異常及不必要的生產(chǎn)返工問題。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

柱侯醬配方主要原料：面豉、果葡糖漿、釀造醬油、變性淀粉、香辛料等；主要設(shè)備：調(diào)配罐、夾層蒸汽煮制鍋、流度計(jì)等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同批次物料與體態(tài)變化

以生產(chǎn)柱侯醬為例，發(fā)酵面豉是其主要的配方物料，取不同發(fā)酵時(shí)間、不同批次的面豉，按柱侯醬配方進(jìn)行調(diào)配、煮制試驗(yàn)，對比分析生產(chǎn)的柱侯醬體態(tài)情況。共選取5批面豉，并送檢總固形物及微生物菌落總數(shù)、芽孢總數(shù)。根據(jù)總固形物數(shù)據(jù)調(diào)整面豉用量，使得添加面豉總固形物一致，試驗(yàn)制備的成品冷卻后使用流度計(jì)測流度，每組平行測3次，取平均值。

1.2.2 不同淀粉添加量與體態(tài)變化

根據(jù)現(xiàn)有煮制工藝，在以上5個(gè)批次面豉的基礎(chǔ)上設(shè)置變量，添加不同比例的變性淀粉，對比分析其對柱侯醬體態(tài)的影響。試驗(yàn)時(shí)保證其他物料一致并準(zhǔn)確稱量，以往生產(chǎn)過程中淀粉在調(diào)配時(shí)添加，且添加比例約為20%，故設(shè)置添加淀粉比例分別為19%、19.5%、20%、20.5%以及21%，分別制備成品，冷卻后使用流度計(jì)測流度，每組平行測3次，取平均值。

1.2.3 淀粉不同添加時(shí)機(jī)與體態(tài)變化

根據(jù)現(xiàn)有煮制工藝，調(diào)整淀粉添加時(shí)機(jī)，分別在調(diào)配時(shí)添加（目前工藝）、煮制沸騰后添加、煮制完成前10 min添加，對比分析其對柱侯醬體態(tài)影響情況。試驗(yàn)制備的成品冷卻后使用流度計(jì)測流度，每組平行測3次，取平均值。

2 結(jié)果及分析

2.1 不同批次物料與體態(tài)變化

不同批次物料與體態(tài)變化具體情況如表1所示。

表1 不同批次發(fā)酵面豉及煮制柱侯醬成品流度結(jié)果表

根據(jù)表1試驗(yàn)結(jié)果可知，不同批次發(fā)酵面豉煮制柱侯醬成品流度略有差異，表現(xiàn)為發(fā)酵時(shí)間越短，微生物含量越高，成品流度值越高，即體態(tài)相對偏稀。試驗(yàn)時(shí)已保持面豉添加總固形物一致，故成品流度差異主要與發(fā)酵面豉微生物有關(guān)。

2.2 不同淀粉添加量與體態(tài)變化

不同淀粉添加比例及煮制柱侯醬成品流度結(jié)果見表2。根據(jù)表2可知，隨著淀粉比例增加，成品流度值下降，體態(tài)增稠，但不同批次面豉煮制的成品，隨著淀粉比例的增加，流度值下降幅度不同，菌落總數(shù)越低，下降幅度越明顯，菌落總數(shù)越高，下降幅度越反而不明顯?？梢?，發(fā)酵面豉菌落總數(shù)高低對淀粉增稠效果有一定影響。

表2 不同淀粉添加比例及煮制柱侯醬成品流度結(jié)果表

2.3 淀粉不同添加時(shí)機(jī)與體態(tài)變化

結(jié)合以上試驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整淀粉添加時(shí)機(jī)，驗(yàn)證面豉微生物對淀粉增稠效果的影響。分別設(shè)置正常添加、煮制沸騰后添加及煮制完成前10 min添加。相應(yīng)成品流度情況如表3所示。

根據(jù)表3可知，淀粉在沸騰后及煮制完成前10 min添加，成品流度大幅下降，即體態(tài)明顯變稠。說明高溫消除了面豉對淀粉增稠效果的影響，且同時(shí)放大了淀粉的增稠效應(yīng)，可見，發(fā)酵面豉在調(diào)配的同時(shí)及加熱沸騰之前，就已經(jīng)對淀粉增稠效果產(chǎn)生了影響。

表3 不同時(shí)間段添加淀粉與成品流度結(jié)果表

綜合以上試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵面豉在煮沸之前與淀粉共存，會削弱淀粉的增稠效果，且發(fā)酵面豉微生物含量越高削弱效果越略明顯。似乎表明柱侯醬生產(chǎn)過程中體態(tài)偏稀問題與面豉微生物含量直接相關(guān)，然而在整個(gè)加熱煮制過程中，時(shí)間較短，理論上不存在微生物過度繁殖或過度消耗淀粉的情況，應(yīng)該為某種生物酶在起作用，最可能為淀粉酶，且在加熱過程中，隨著溫度上升，其達(dá)到最適溫度，分解能力進(jìn)一步加強(qiáng)，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)淀粉大量分解，失去增稠效應(yīng)。

為此，進(jìn)一步設(shè)置試驗(yàn)，驗(yàn)證是否為淀粉酶起作用，試驗(yàn)設(shè)置不同pH環(huán)境，對比分析成品體態(tài)。發(fā)酵面豉及淀粉按原工藝在調(diào)配時(shí)添加，混合后，調(diào)整物料pH值，試驗(yàn)結(jié)果如表4。

表4 不同pH值及生產(chǎn)成品流度值表

表4結(jié)果表明，調(diào)配時(shí)調(diào)整物料pH為2.5，使面豉中淀粉酶失去酶活，煮制制備的成品流度值則明顯降低，流度值與煮制時(shí)添加淀粉效果相當(dāng)，說明發(fā)酵面豉中削弱淀粉增稠效應(yīng)的物質(zhì)為淀粉酶，這與面豉發(fā)酵機(jī)制一致，面豉發(fā)酵主要利用米曲酶、醬油曲霉等，霉菌的生長代謝能夠分泌多種酶類，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪水解酶和其他的酶類，在醬醪發(fā)酵過程中能夠分解蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪，形成小分子化合物[5]。

3 工藝優(yōu)化

查明柱侯醬生產(chǎn)過程中體態(tài)偏稀的原因及機(jī)理后，對生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，重點(diǎn)解決淀粉酶滅活問題，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)酵物料加熱到75 ℃及以上時(shí)，淀粉酶酶活基本消失或?qū)Φ矸鄄辉儆忻黠@削弱作用。結(jié)合原有設(shè)備，同時(shí)保持原有產(chǎn)能和操作連續(xù)性，工藝優(yōu)化如圖1所示。

圖1 發(fā)酵醬煮制工藝優(yōu)化示意圖

原工藝為淀粉在調(diào)配時(shí)添加，調(diào)配后泵入煮制鍋煮制。優(yōu)化后，淀粉在煮制過程中添加，即物料經(jīng)煮制鍋1#進(jìn)行預(yù)加熱，待物料煮制75～80 ℃后，泵入2#煮制鍋繼續(xù)煮制，泵入的同時(shí)添加淀粉，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵面豉淀粉酶滅活后再添加淀粉，且此設(shè)計(jì)，可使得淀粉能夠充分與物料混合，避免成品體態(tài)不均勻及出現(xiàn)淀粉團(tuán)的情況。

4 結(jié)論

通過試驗(yàn)分析，發(fā)酵醬煮制過程中體態(tài)變稀問題主要是由于發(fā)酵醬本身或發(fā)酵原料中含有其在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的淀粉酶，使得在后續(xù)的煮制中因未被滅活，使得添加的淀粉被分解，導(dǎo)致增稠效應(yīng)下降，煮制的成品體態(tài)變稀。解決此問題，需考慮在加工過程中先對發(fā)酵物料進(jìn)行預(yù)加熱，使得淀粉酶失活，再加入淀粉類物質(zhì)，一般加熱75 ℃及以上，可基本消除發(fā)酵物料中淀粉酶的影響。